[发明专利]在熔融态下稳定的由聚(亚芳基-醚-酮)(PAEK)制成的组合物

说明书

本发明涉及由聚(亚芳基‑醚‑酮)PAEK制成的组合物，其特征在于它包括有机金属磷酸盐或有机金属磷酸盐的混合物。

本发明涉及聚(亚芳基醚酮)的领域。

更特别地，本发明涉及在熔融态下稳定的基于聚(亚芳基醚酮)(PAEK)的组合物。

[现有技术]

聚(亚芳基醚酮)(PAEK)的统称是指具有高热机械性的高性能聚合物的族。这些聚合物由氧原子(醚)和/或羰基(酮)连接的芳环组成。它们的性质主要取决于醚/酮比。在用于命名PAEK族材料的缩写中，字母E是指醚官能团，而字母K是指酮官能团。在说明书的其余部分中，将使用这些缩写来代替惯用名称以指代它们所指的化合物。

更特别地，PAEK族将以下物质归类在一起：聚(醚酮)(PEK)、聚(醚醚酮)(PEEK)、聚(醚醚酮酮)(PEEKK)、聚(醚酮酮)(PEKK)、聚(醚酮醚酮酮)(PEKEKK)、聚(醚醚酮醚酮)(PEEKEK)、聚(醚醚醚酮)(PEEEK)和聚(醚二苯基醚酮)(PEDEK)。

这些聚合物被用于在温度方面和/或在机械应力、甚至化学应力方面受限制的应用。在航空、海上钻井或医用植入物的不同领域中接触这些聚合物。取决于它们的本质和它们的应用，可通过以下多种已知的技术，例如在通常320-430℃的温度下，对它们加工，比如模塑、挤出、压缩模塑、配混、注射模塑、压延、热成形、旋转模塑、浸渍、激光烧结或熔融沉积成型(FDM)。

PAEK具有高熔点，典型地大于300℃。因此，为了能够被加工，必须使它们在高温下，典型地大于320℃、优选地大于350℃的和更通常地在350-390℃的温度下熔融。这些温度当然取决于所讨论的PAEK的结构和粘度。现有技术中，认为必须在比所讨论的PAEK的熔点大至少20℃的温度下使PAEK熔融。

然而，在这样的加工温度下，如果它们的组成未被优化和/或不存在使得所述结构可稳定化的添加剂，则熔融的PAEK在热氧化方面是不稳定的。于是，经历(目睹)了通过由来自链末端或缺陷的支化和/或联结(coupling)诱发的链断裂和/或延长机理的结构变化现象。这些缺陷可来自在温度和来自大气或所述聚合物中已经存在的氧气作用下的氧化反应。这些结构变化可进行到直至所述聚合物的交联并且还导致一些化合物的释放，其中可提及二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、酚和芳族醚。这些结构变化现象导致PAEK的物理化学和/或机械性质的恶化并且导致它们熔体(熔融)粘度的变化。这些变化使得在熔融态加工这些聚合物更加困难，引起例如不仅在用于使所述聚合物变形的机械的操作参数上而且在变形后获得的产品的外观和尺寸上的差异。

一直设想使熔融态下的PAEK组合物稳定化的方案，但是至今它们仍不是完全令人满意的。

文献US 5 208 278记载了使用有机碱使PAEK稳定化。根据该文献的作者们，这些有机碱使得可清除所述聚合物的酸性(酸性基团，acidity)。实施例表明了熔体粘度的较好稳定性，但是总是在受限制的介质中即不存在氧气的环境。另外，这些有机碱的使用是有问题的，因为在PAEK的变形温度下它们可蒸发和/或它们产生挥发性有机化合物。

如文献US 3 925 307中描述的金属氧化物类型的稳定剂或如文献US 4593 061中描述的硅铝酸盐也使得清除酸性成为可能，但是并未使得可足以改善熔融的聚合物在热氧化方面的稳定性并且它们本身可产生结构变化。另外，为了实现足够的稳定性，必须加入非常大量的所述添加剂，其于是可具有填料效应，对聚合物的性质和其加工产生影响。